【摘要】：隨著人類的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展,開發(fā)和使用各種清潔能源已成為一種趨勢。近年來,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,已出現(xiàn)多種形式的太陽能電池。盡管每種電池均具有各自的優(yōu)缺點(diǎn),但實(shí)用化的太陽電池仍以晶硅太陽電池為主。目前,晶硅電池主要面臨兩方面的問題,即成本偏高和效率偏低。解決成本偏高問題,需要降低鑄錠、工藝加工和組件封裝過程中的材料成本。采用超薄晶片制作電池可有效節(jié)約晶硅電池的材料成本。目前,研究人員已制備出多種成品超薄晶硅太陽能電池,如:在冶金級(jí)襯底上實(shí)現(xiàn)了效率為9.75%(晶片厚度為25-30?m)的超薄晶硅太陽能電池;在鋼襯底上實(shí)現(xiàn)了效率為9.5%(晶片厚度為20?m)超薄晶硅太陽電池。根據(jù)已有的研究結(jié)果,不難看出現(xiàn)有超薄晶硅電池效率較低。為提高超薄晶硅電池效率,研究人員提出多種超薄晶硅太陽能電池增效技術(shù),其中具有代表性的增效技術(shù)包括:光子晶體背反射技術(shù),即在超薄晶硅太陽能電池底部設(shè)計(jì)背反射結(jié)構(gòu),增加長波光子吸收;在超薄晶硅太陽能電池上下表面采用光柵陷光結(jié)構(gòu),增加電池光吸收;在超薄晶硅太陽能電池表面采用納米織構(gòu)增加電池的光吸收能力;開發(fā)一些適合超薄晶硅太陽能電池新型的表面鈍化材料和鈍化層制備技術(shù)。由于超薄晶硅電池具有明顯降低晶硅材料成本的優(yōu)勢,其借助于多項(xiàng)電池增效技術(shù)的應(yīng)用,有望成為解決晶硅電池基本問題的有效途徑,所以超薄晶硅電池研究已成為近年來光伏領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文借助理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,研究了超薄晶硅太陽能電池制備過程中的工藝參數(shù)、中間過程中參數(shù)測試和理論仿真。超薄晶硅片的制備過程中采用堿腐蝕減薄的方法,主要分析在超薄晶硅片制備過程中的少子壽命變化和施主型雜質(zhì)對晶硅少子衰減過程的影響。也對超薄晶硅電池的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了理論仿真和優(yōu)化,包括超薄晶硅太陽能電池上表面減反射膜優(yōu)化、織構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及金屬背反鏡的吸收損耗研究。在對超薄晶硅太陽電池背反鏡的吸收損耗的研究中,采用二維頻域有限差分法(FDFD)。還分析和研究了超薄晶硅電池制備工藝及其參數(shù)測試,包括制備超薄晶硅太陽能電池工藝流程,超薄晶硅太陽電池結(jié)深與表面雜質(zhì)濃度的測試,超薄晶硅太陽電池I-V特性測試與分析等。其中超薄晶硅太陽電池金屬電極的制備與傳統(tǒng)晶硅電池金屬電極制備有不同之處,并分析了不同之處的優(yōu)勢。
[Abstract]:With the progress of human beings and the development of society, it has become a trend to develop and use all kinds of clean energy. In recent years, photovoltaic industry has developed rapidly, and many forms of solar cells have emerged. Although each kind of solar cell has its own advantages and disadvantages, the practical solar cells are still mainly crystalline silicon solar cells. At present, the silicon battery mainly faces two problems, that is, high cost and low efficiency. To solve the problem of high cost, we need to reduce the cost of materials in ingot, process and package process. The material cost of silicon battery can be effectively saved by using ultrathin wafer to make battery. At present, many kinds of ultra-thin crystalline silicon solar cells have been fabricated, such as: the ultra-thin silicon solar cells with an efficiency of 9.75% (wafer thickness 25-30 m) have been realized on metallurgical substrates; An ultra-thin silicon solar cell with an efficiency of 9.5% (wafer thickness of 20 m) was realized on steel substrate. According to the existing research results, it is not difficult to see that the existing ultra-thin silicon cell efficiency is low. In order to improve the efficiency of ultra-thin crystalline silicon cells, researchers have proposed a variety of ultra-thin silicon solar cell synergy technology, including the representative of the efficiency of the photonic crystal backreflection technology, The backreflection structure is designed at the bottom of the ultra-thin silicon solar cell to increase the long-wave photon absorption. Grating trapping structure is used on the upper and lower surfaces of ultra-thin crystalline silicon solar cells to increase the light absorption of the cells, and nanocrystalline texture is used on the surface of ultra-thin crystalline silicon solar cells to increase the light absorption capacity of the cells. Some new surface passivating materials and passivating layer preparation techniques are developed for ultra-thin silicon solar cells. Because the ultra-thin crystal silicon battery has the advantage of reducing the cost of crystal silicon material obviously, it is expected to become an effective way to solve the basic problem of crystal silicon battery with the aid of the application of several battery synergistic technologies. Therefore, the research of ultrathin crystalline silicon cells has become a hot spot in the field of photovoltaic in recent years. By combining theoretical analysis with experimental research, the process parameters of ultra-thin silicon solar cells are studied in this paper. The parameters are measured and simulated in the intermediate process. In the preparation of ultrathin silicon wafer, alkali corrosion thinning method is used to analyze the variation of minority carrier lifetime and the effect of donor impurity on the decay process of crystal silicon minority carrier during the preparation of ultrathin silicon wafer. The theoretical simulation and optimization of the structural parameters of ultra-thin crystalline silicon cell are also carried out, including the optimization of antireflection film on the surface of ultra-thin silicon solar cell, the optimization of texture structure and the study of absorption loss of metal back mirror. In the study of absorption loss of the back mirror of ultra-thin silicon solar cells, a two-dimensional finite difference method in frequency domain (FDFD).) is used. The preparation process and parameters of ultra-thin crystalline silicon cell were also analyzed and studied, including the fabrication process of ultra-thin crystalline silicon solar cell, the junction depth and surface impurity concentration of ultra-thin crystalline silicon solar cell. Measurement and analysis of I-V characteristics of ultrathin silicon solar cells. The preparation of ultrathin silicon solar cell metal electrode is different from that of traditional crystal silicon solar cell, and its advantages are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.41

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;保定英利晶體硅太陽能電池四期項(xiàng)目奠基[J];有機(jī)硅氟資訊;2009年08期

2 褚玉芳;陳維;沈輝;舒碧芬;;熱性能對晶體硅太陽能電池的效率影響研究[J];宜春學(xué)院學(xué)報(bào);2009年04期

3 張紅斌;趙玲;熊慶豐;喬威;;硅太陽能電池用鋁漿的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];金屬功能材料;2010年04期

4 蕭如珀;楊信男;;1954年4月25日:貝爾實(shí)驗(yàn)室示范了第一個(gè)實(shí)用的硅太陽能電池[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2013年02期

5 ;硅太陽能電池在小站信號(hào)設(shè)備上的應(yīng)用[J];鐵道科技動(dòng)態(tài);1978年04期

6 張正新;;硅太陽能電池在我段信號(hào)點(diǎn)燈方面的應(yīng)用[J];哈鐵科技通訊;1979年07期

7 鄭淑芳;鄒文;劉學(xué)福;;晶硅太陽能電池鋁漿的研究進(jìn)展[J];民營科技;2014年01期

8 肖友鵬;;高效晶體硅太陽能電池結(jié)構(gòu)分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年13期

9 陳東;;日本:窗�？梢园l(fā)電[J];功能材料信息;2004年02期

10 田東;;n型硅太陽能電池[J];新技術(shù)新工藝;2006年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 付明;丁驍;范琳;;環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的研究進(jìn)展[A];第十屆中國太陽能光伏會(huì)議論文集：迎接光伏發(fā)電新時(shí)代[C];2008年

2 謝明輝;白衛(wèi)南;喬琦;;我國晶體硅太陽能電池行業(yè)環(huán)境問題及對策研究[A];2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第八卷）[C];2013年

3 高傳樓;;統(tǒng)計(jì)制程控制在硅太陽能制造中的應(yīng)用[A];第十屆中國太陽能光伏會(huì)議論文集：迎接光伏發(fā)電新時(shí)代[C];2008年

4 夏子奐;;斜入射下金屬納米顆粒對硅太陽能電池吸收增益的研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

5 杜勇;李釗;;浮法超白玻璃用晶硅太陽能電池蓋板的研究[A];2011中國硅酸鹽學(xué)會(huì)電子玻璃分會(huì)論文選編[C];2011年

6 江天;;硅太陽能電池在1319nm激光輻照下的熱激發(fā)載流子效應(yīng):一種對能量低于禁帶寬度光子的響應(yīng)研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

7 董經(jīng)兵;胡宇;顧生剛;王栩生;王景宵;;SiO_2/SiN_x疊層鈍化晶體硅太陽能電池的研究[A];第十屆中國太陽能光伏會(huì)議論文集：迎接光伏發(fā)電新時(shí)代[C];2008年

8 馬廷麗;苗青青;辛鋼;;染料敏化太陽能電池產(chǎn)業(yè)化所面臨的課題和最新研究動(dòng)態(tài)[A];中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)新能源與能源化學(xué)分會(huì)場論文集[C];2008年

9 楊德仁;王莉蓉;李先杭;;太陽電池用直拉硅單晶中氧和氧沉淀[A];中國太陽能學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

10 周之斌;趙占霞;陳鳳祥;古麗娜;孟凡英;崔容強(qiáng);;太陽電池?zé)┕に噷Φ璞∧さ墓鈱W(xué)性質(zhì)的影響[A];中國太陽能學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 李冬玲;英利晶體硅太陽能電池項(xiàng)目在保定奠基[N];中國質(zhì)量報(bào);2009年

2 ;晶體硅太陽能電池項(xiàng)目在保定英利產(chǎn)業(yè)園奠基[N];人民日報(bào)海外版;2009年

3 本報(bào)記者 陳其玨;英利晶體硅太陽能電池四期800兆瓦項(xiàng)目奠基[N];上海證券報(bào);2009年

4 ;保定 800兆瓦晶體硅太陽能電池項(xiàng)目奠基[N];消費(fèi)日報(bào);2009年

5 魏永富;全省最大高效晶硅太陽能電池項(xiàng)目落戶清流[N];三明日報(bào);2011年

6 中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì) 金存忠;晶硅太陽能電池設(shè)備市場轉(zhuǎn)為供應(yīng)驅(qū)動(dòng)[N];中國電子報(bào);2014年

7 記者田瑩;晶硅太陽能電池工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化[N];中國技術(shù)市場報(bào);2010年

8 信國安　王炳洋;“英利”N型單晶硅太陽能電池技術(shù)達(dá)國際領(lǐng)先水平[N];保定日報(bào);2010年

9 呂福明;中德合資晶體硅太陽能電池項(xiàng)目投產(chǎn)[N];中國企業(yè)報(bào);2008年

10 劉霞;納米結(jié)構(gòu)讓硅太陽能電池成本減半[N];科技日報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉兵發(fā);晶體硅太陽能電池梯度減反射膜及硅錠中晶體缺陷的研究[D];南昌大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張鵬;超薄晶硅太陽能電池的研究[D];渤海大學(xué);2016年

2 陳軍;硅太陽能電池制備過程的全自動(dòng)視覺檢測設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 梅俊杰;凝聚態(tài)光譜在硅太陽能電池中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

4 韓佳鵬;晶硅太陽能電池印刷設(shè)備刮墨機(jī)構(gòu)的分析與研究[D];華南理工大學(xué);2012年

5 李葛亮;硅太陽能電池中深能級(jí)的研究[D];大連理工大學(xué);2013年

6 彭露露;基于光學(xué)微結(jié)構(gòu)減小硅太陽能電池反射光損失的研究[D];安徽大學(xué);2013年

7 李亞丹;硅太陽能電池關(guān)鍵技術(shù)研究[D];黑龍江大學(xué);2009年

8 李建球;晶體硅太陽能電池漿料用玻璃粉成分與性能的研究[D];中南大學(xué);2012年

9 張恩陽;單晶黑硅太陽能電池性能研究與硅表面制備銀柵線[D];大連理工大學(xué);2013年

10 周國華;硅太陽能電池背表面鈍化研究[D];江南大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：2415385